Eigene AFM-Messungen
Der Einstieg - Die Conatex Black Box
Mit dem AFM taucht man in eine weitgehend unbekannte Welt ein. Bilder aus der Nanodimesion lassen sich mit dem AFM zwar relativ einfach produzieren, wie aber genau solche Bilder entstehen, welche Prozesse bei der Modellierung der Materie ablaufen, bleibt weitgehend verborgen.
Als Einstieg in die Thematik "Struktur der Materie - wie entstehen Abbilder der Realität" eignet sich die Black Box von Conatex hervorragend. Mit einfachen Mitteln (Kupferdraht, Magnet, Eisen- und Glaskugel) soll die innere Struktur einer Holzkiste (Black Box) erfordscht werden. Die Lernenden tasten sich in eine unbekannte Welt vor und erewitern durch strukturiertes Vorgehen, ihr Verständnis für die naturwissenschaftliche Arbeitsweise.
Link: LehrerInnenfortbildungsserver Baden-Württemberg
Das Arbeiten mit dem AFM
Das AFM ist ein sehr geeignetes Instrument, um die Nanodimension fassbar zu machen.
Zahlreiche Berufsschulen aus der Deutsch- und Westschweiz haben während der Projektphase das AFM in ihrem Unterricht eingesetzt.
Neben klassischen Rauheitsmessungen (Stahl, Keramik, Glas) wurden u.a. Proben aus den Bereichen
- Elektronik (DVD- und CD-Master, Mikrochip)
- Optik (Interferenzgitter)
- Zahnmedizin (Amalgam-, Keramik- und Nanokompsitfüllungen)
- Biologie (rote Blutzellen, Bakterien, Hefezellen, Haare)
gescannt.
Da es zeitaufwendig ist, selber geeignete Proben für der Unterricht zu finden, stellt NANO-4-SCHOOLS geeignete Proben zur Verfügung. Das NANO-4-SCHOOLS AFM-Probenset ist Bestandteil des Transportkoffers und beinhaltet u.a. CD-Stamper, DVD-Stamper, Mikrochip, Blutzellen, Tasthaar (Vibrisse), usw.
AFM-Probenset.pdf
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Mit Hilfe einer AFM Messung lassen sich auf einer CD-Masterkopie Minimalpitlänge und Spurabstand bestimmen. Daraus kann man leicht die Gesamtspeicherdichte berechnen.
Berechnung_CD_Speicherdichte_Loesung.pdf
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CD Masterstamper
Oberflächenrelief einer CD-Masterkopie (Masterstamper). Diese Metallscheibe dient als Prägevorlage für die CD-Kopien.
DVD Masterstamper
DVD-Masterkopie (Masterstamper). Ein Vergleich mit der CD-Masterkopie zeigt verfeinerte Strukturen (Pits), auch der Spurabstand ist einiges kleiner. Dies ergibt eine gesamthaft höhere Speicherkapazität.
Gore-Tex
Das Bild zeigt die netzartige Struktur einer Gore-Tex Membran (Regenjacke).
Vibrisse (Katze)
Tasthaar (Vibrisse) einer Katze. Klar zu erkennen ist die Schuppung.
Korrosion auf einer Eisenkugel
Einsetzende Korrosion auf einer Eisenkugel. Rostablagerungen in der rechten Bildhälfte.
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